基于stm32的數碼相框系統設計與實現(軟件)_畢業設計論文-資料下載頁

【導讀】下完成，引用他人成果的部分均已列出參考文獻。如論文涉及任何知識產。權糾紛，本人將承擔一切責任。系列嵌入式處理器，本設計包含主控制器核心板、LCD液晶顯示、SD卡存儲器等多個功能模塊。現對SD卡里多幅圖片以幻燈片形式在TFT屏上動態顯示的效果，且帶有實時時鐘的功能。

　　

【正文】 而在 硬件 板上這些 I/O 口都是非常有用的，并造成部分外設無法使用。所以建議大家在調試的時候，一定要選擇 SW 模式。 Max Clock，可以點擊 Auto Clk 來自動設置，這里設置 JLINK 的調試速度為 10MHZ，如果 USB 數據線比較差，那么可能會出問題，此時，可以通過降低這里的速率來試試。 單擊 OK，完 成此部分設置，接下來我們還需要在 Utilities 選項卡里面設置下載時的目標編程器，如下圖所示： 圖 326 FLASH 編程器選擇 上圖中，我們選擇 JLINK 來調試 CortexM3，然后點擊 Settings，設置如下圖所示： 東南大學成賢學院畢業論文 27 圖 327 編程設置 這里要根據不同的 MCU 選擇 FLASH 的大小，因為我們開發板使用的是 STM32F103RBT6，其 FLASH大小為 128K，所以我們在 Programming Algorithm 里面選擇 128K 型號的 STM32。然后選中 Reset and Run，以實 現在編程后自動啟動。其他默認設置即可。 在設置完之后，點擊 OK，然后再點擊 OK，回到 IDE 界面，編譯一下工程。再點擊 ，開始仿真（如果開發板的代碼沒被更新過，則會先更新代碼，再仿真，你也可以通過按 ，只下載代碼，而不進入仿真，特別注意：開發板上的 B0 要設置到 GND，否則代碼下載后不會自動運行 的！），如下圖所示： 圖 328 開始仿真 可以看到都是一些匯編碼的查看，如果我們要快速運行到 main 函數，可以在 main 函數的第一句語句處放入斷點，然后點擊 ，來快速執行到該處。如下圖所示： 東南大學成賢學院畢業論文 28 圖 329 程序運行到斷點處 接下來，我們就可以和軟件仿真一樣的開始仿真了，不過這是真正的在硬件上的仿真，其結果更可信。 程序下載 STM32 的程序下載有多種方法： USB、串口、 JTAG、 SWD 等，這幾種方式 都可以用來給 STM32 下載代碼。不過，我們最常用的，最經濟的，就是通過串口給 STM32 下載 代碼。 STM32 的串口下載一般是通過串口 1 下載的，本設計的硬件 板，不是通過 RS232 串口下載的，而是通過自帶的 USB 串口來下載。看起來像是 USB 下載（只有一根 USB 線，并沒有串口線）的，實際上，是通過 USB 轉成串口，然后再下載的。 下面，我們就一步步 實現 如何在實驗平臺上利用 USB 串口來下載代碼。 首先要在板子上設置一下，在板子上把 RXD 和 PA9（ STM32 的 TXD）， TXD 和 PA10(STM32 的 RXD)通過跳線帽連接起來，這樣我們就把 PL2303 和 MCU 的串口 1 連接上了。這里由于 硬件板自帶了一鍵下載電 路，所以 并不需要去關心 BOOT0和 BOOT1 的狀態，但是為了讓下載完后可以按復位執行程序，要把 BOOT1 和 BOOT0 都設置為 0。設置完成如下圖所示： 東南大學成賢學院畢業論文 29 圖 330 開發板串口下載跳線設置 接著我們在 USB_232 處插入 USB 線，并接上電腦，如果之前沒有安裝 PL2303 的驅動（如果已經安裝過了驅動，則應該能在設備管理器里面看到 USB 串口，如果不能則要先卸載之前的驅動，卸載完后重啟電腦（必要步驟），再重新安裝我們提供的驅動），則電腦會提示找到新硬件，如下圖所示： 圖 331 找到新硬件 我們不理會這個提 示，直接找到光盤 軟件文件夾下的 PL2303 驅動，安裝該驅動。在驅動安裝完成之后，拔掉 USB 線，然后重新插入電腦，此時電腦就會自動給其安裝驅動了。在安裝完成之后，可以在電腦的設備管理器里面找到 USB 串口（如果找不到，則重啟下電腦），如下圖所示 : 圖 332 USB 串口驅動安裝成功 東南大學成賢學院畢業論文 30 上圖中我們顯示的 USB 串口為 COM5，不同電腦可能不一樣， 可能是 COM COM6 等，但是 Prolific USBtoSerial Comm Port，這個一定是一樣的，如果沒找到，則有可能是 安裝有誤 或者系統不兼容。 在安裝了 USB 串口驅動之后，我們就可以開始串口下載程序了，這里我們的串口下載軟件選擇的是 mcuisp，該軟件屬于第三方軟件，由單片機在線編程網提供，大家可以去 免費下載，目前最新版本為 。該軟件啟動界面如下： 圖 333 mcuisp 啟動界面 然后我們選擇要下載的 HEX文件，以前面我們新建的工程為例，因為我們前面的工程沒有在 KEIL里面設置生成 .hex 文件，所以在 USER 文件夾下是找不到 .hex 文件的。下面我們看看如何設置：先在工程里面點擊，打開 Output 選項 卡，勾選 Create HEX File 選項，如下圖所示： 圖 334 MDK 設置生成 HEX 文件 圖中選中第二個紅圈內的選項，可以使編譯器產生瀏覽信息，方便快速查看函數和變量等，這點在后面會介紹。選中之后點擊 OK，重新編譯，編譯結果如下圖所示： 東南大學成賢學院畢業論文 31 圖 335 重新編譯結果 從上圖中可以看到，編譯器已經產生了 hex 文件了， 然后我們打開 USER 文件夾，看看里面發生了什么變化？如下圖所示： 圖 336 新編譯生成文件 從上圖可以看到，重新編譯產生了很多文件，其中就有我們所需要的 hex 文件（圖中紅 圈圈中），至此，我們就可以開始下載了。用 mcuisp 軟件打開 USER 文件夾，找到 ，打開并進行相應設置后，如下圖所示： 圖 337 mcuisp 設置 東南大學成賢學院畢業論文 32 圖 337 中紅圈圈中的設置，是我們建議的設置。編程后執行，這個選項在無一鍵下載功能的條件下是很有用的，當選中該選項之后，可以在下載完程序之后自動運行代碼。否則，下載代碼之后，必須先將 B0 連接 GND，再按復位鍵，才能開始運行剛剛下載的代碼。 硬件 板雖然自帶了一鍵下載功能，但是還是建議選上這個設置。 編程前重裝文件，該選項也比較有用，當選中該選 項之后， mcuisp 會在每次編程之前，將 hex文件重新裝載一遍，這對于代碼調試的時候是比較有用的。 最后，我們選擇的 DTR 的低電平復位， RTS 高電平進 BootLoader，這個選擇項選中， mcuisp就會通過 DTR 和 RTS 信號來控制板載的一鍵下載功能電路，以實現一鍵下載功能。如果不選擇，則無法實現一鍵下載功能。這個是必要的選項（在 BOOT0 接 GND 的條件下）。 在裝載了 hex 文件之后，我們要下載代碼還需要選擇串口，這里 mcuisp 有智能串口搜索功能。每次打開 mcuisp 軟件，軟件會自動去搜索當前電 腦上可用的串口，然后選中一個作為默認的串口（一般是您最后一次關閉時所選則的串口）。也可以通過點擊菜單欄的搜索串口，來實現自動搜索當前可用串口。串口波特率則可以通過 bps 那里設置，對于 STM32，該波特率最大為 230400bps，這里我們一般選擇最高的波特率： 460800，讓 mcuisp 自動去同步。搜索完串口之后界面如下圖所示： 圖 338 搜索串口 從之前 USB 串口的安裝可知，開發板的串口被識別為 COM5 了 ,所以我 選擇 COM5。選擇了相應串口之后 就可以通過按 ” 開始編程（ P） ” 這個按鈕，一鍵下載代碼到 STM32 上，下載成功后如下圖所示： 東南大學成賢學院畢業論文 33 圖 339 下載完成 上 圖 中，我 用圈圈圈出了 mcuisp 對一鍵下載電路的控制過程，其實就是控制 DTR和 RTS 電平的變化，控制 BOOT0 和 RESET，從而實現自動下載。另外界面提示已經下載完成（如果老提示：開始連接?，需要檢查一下，開發板的設置是否正確，是否有其他因素干擾等），并且從 0X80000000 處開始運行了，我 打開串口調試助手選擇 COM5，會發現從 硬件 板發回來的信息，如下圖所示： 圖 340 程序開始運行了 接收到的數據和我 仿真的是一樣的，證明程序沒有 問題。 至此，說明下載代碼成功了，并且也從硬件上驗證了 代碼的正確性。 東南大學成賢學院畢業論文 34 第四章 程序設計與調試 系統描述 本系統采用基于 ARM CortexM3 內核的 STM32 作為主控制器，外擴 SD 卡以及 TFT 彩屏。系統通過文件系統讀取 SD 卡內存儲的 BMP、 JPEG、 JPG 格式圖片，把多幅圖片以幻燈片的形式從 TFT 屏上顯示出來。同時，通過 STM32 內部的 RTC 模塊使系統具有掉電不遺失日期及時鐘的功能。系統框圖如圖 41 所示。 圖 41 系統框圖 軟件設計 文件讀取 本設計需要用到 FAT(FAT16/32)文件系統來讀取 SD 卡上的字庫和 UNICODE到 GBK的轉換碼表到W25X16 部分，因此要重點介紹 FAT 文件系統。 FAT 文件系統本身比較復雜，所以這里 只簡單介紹一下。 常用的文件系統有 FAT12/16/32 等， FAT12 是最古老的文件系統，只能管理 8M 左右的空間，現在基本淘汰了。 FAT16 則可以管理 2G 的空間 (通過特殊處理也能管理 2G 以上的空間 )，而 FAT32 則能管理到 2TB（ 2048GB）的空間。 FAT32較 FAT16 的優勢還在于 FAT32 采用了 更小的簇，可以更有效的保存信息，而不會造成 較 多的浪費。 XP 在 SD 卡里面建立的文件系統最常用的也就是 FAT16和 FAT32。這是由 XP 在格式化 SD 卡的時候建立的，通常 SD 卡上的數據信息由 MBR、 DBR、 FAT、 FDT 和數據區 5 個部分組成（有的也沒有 MBR）。我們以 FAT32 為例做介紹。 MBR 稱為主引導記錄區，該區存儲了分區表等信息，位于 SD 卡的扇區 0（物理扇區），在其分區信息里面記錄了 DBR 所在的位置， SD 卡一般只會有一個分區，所以也就只要找到分區 1 的 DBR 所在位置就可以了。 DBR 稱為操作系統引導記錄區，如果沒有 MBR，那么 DBR 就位于 0 扇 區，如果有則必須通過 MBR區得到 DBR 所在的地址，然后讀出 DBR 信息。在 DBR 區，我們可以知道每個扇區所占用的字節數、每個簇的扇區數、 FAT 表的份數、每個 FAT 表的扇區數、跟目錄簇號、 FAT表 1 所在的扇區等一系列非常重要的信息。 FAT 稱為文件分配表（ FAT 表），一般一個卡上會存在 2個 FAT 表，一個用作備份，一個用作使用。 FAT 表一般緊隨 DBR，另一個 FAT 表則緊隨第一個 FAT 表，這樣只要知道了第一個 FAT 表的位置及大小，那么第二個 FAT 表的位置也就確定了。 FAT 表記錄了每個文件的位置和區域，是一種鏈式結構 ， FAT 以“ F8 FF FF 0F FF FF FF FF”這樣的 8 個字節為表頭，用以表示 FAT 表的開始，后面的數據每四個字節為一個簇項（從第 2 簇開始） ,用來標記下一個簇所在的位置，這樣每個位置都存儲了下一個簇，只要按著這個表走，就可以找到文件的所有內容。如果找到下一個簇位置，里面記錄的是“ FF FF FF 0F”，代表這個文件到此就結束了，沒有后續簇了，這樣一個文件的讀取就結束東南大學成賢學院畢業論文 35 了。 FDT 稱為文件根目錄表，這個區域固定為 32 個扇區，假設每個扇區為 512 個字節，那么更目錄下最多存放 512 個文件（假設都用短文 件名存儲，每個短文件名占 32 個字節）。 文件目錄表是另一個重要的部分， FAT 文件系統中（僅以短文件名介紹），文件目錄項在目錄表下以 32 個字節的方式記錄，各 字段定義如下： 表 文件目錄項各字節定義 從上表可知，我們在文件的目錄項就可以找到該文件的其實簇，然后在 FAT 表里面找到該簇開始的下一個簇，依次讀取這些簇就可以把整個文件讀出來了。 圖像解碼與顯示 BMP 文件格式 BMP 是一種與硬件設備無關的圖像文件格式，使用非常廣。它采用位映射存儲格式，除了圖像深度可選以外，不采用其 他任何壓縮，因此， BMP 文件所占用的空間很大。 BMP 文件的圖像深度可選lbit、 4bit、 8bit 及 24bit。 BMP 文件存儲數據時，圖像的掃描方式是按從左到右、從下到上的順序。典型的 BMP 圖像文件由三部分組成：位圖文件頭數據結構，它包含 BMP 圖像文件的類型、顯示內容等信息；位圖信息數據結構，它包含有 BMP 圖像的寬、高、壓縮方法，以及定義顏色等信息。 部分代碼： //BMP 信息頭 typedef __packed struct { DWORD biSize 。 //說明 BITMAPINFOHEADER 結構所需要的字數。 LONG biWidth 。 //說明圖象的寬度，以象素為單位 LONG biHeight 。 //說明圖象的高度，以象素為單位 WORD biPlanes 。 //為目標設備說明位面數，其值將總是